一种内置竖向钢板增强重组竹梁及其制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112832457 A(43)申请公布日 2021.05.25

(21)申请号 202110193186.7(22)申请日 2021.02.20

(71)申请人 东北林业大学

地址 150000 黑龙江省哈尔滨市和兴路26

号(72)发明人 郭楠　杨超　梅力丹　邬明桃　

李玲　赵艳　刘丕金　(74)专利代理机构 北京慕达星云知识产权代理

事务所(特殊普通合伙) 11465

代理人 王姝尹(51)Int.Cl.

E04C 3/292(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

(54)发明名称

一种内置竖向钢板增强重组竹梁及其制备方法

(57)摘要

本发明涉及一种内置竖向钢板增强重组竹梁及其制备方法，本发明内置竖向钢板在重组竹梁加工工程中，直接胶结热压形成，无需开槽，也不必二次加工，因此可以保证梁的整体性。钢板竖向放置，能够有效提高梁的刚度，解决重组竹梁作为受弯构件挠曲变形过大的问题。通孔均匀布置在钢板中，但无需开在离钢板上下边缘较近的地方，操作方便，同时钢板开孔能够增强钢板和重组竹之间的粘结效果，在对刚度影响不大的前提下，达到节省钢材的目的，提升经济效益。在重组竹梁内部放置竖向钢板提高重组竹梁刚度，这种增强方式方便、有效，同时可以避免钢板腐蚀，增强了构件的安全性和耐久性。

CN 112832457 ACN 112832457 A

权　利　要　求　书

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1.一种内置竖向钢板增强重组竹梁，其特征在于，包括：重组竹梁体(100)，所述重组竹梁体(100)为长方体、由多个排列的竹纤维束胶结而成；钢板(200)，所述钢板(200)为长方形板体，其体积小于所述重组竹梁体(100)体积，其竖直嵌设于所述重组竹梁体(100)内，并与所述重组竹梁体(100)胶结、热压成型。

2.根据权利要求1所述一种内置竖向钢板增强重组竹梁，其特征在于，所述钢板(200)上垂直其长度方向开设有多个通孔(201)，所述通孔(201)内填充有竹纤维，所述竹纤维与所述竹纤维束胶结。

3.一种内置竖向钢板增强重组竹梁制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将竹管劈裂成条状，将劈裂的竹条压成竹篾并捆绑成竹纤维束，然后浸胶备用；根据使用情况设计钢板，确定钢板位于重组竹梁体内的位置和数量；将钢板上缠绕竹纤维后浸胶干燥备用；然后

铺设浸胶的竹纤维束，使浸胶的竹纤维束和浸胶干燥的钢板制模，在模具内竖直放置钢板，

热压成型。

4.根据权利要求3所述的一种内置竖向钢板增强重组竹梁制备方法，其特征在于，钢板为长方体，垂直其长度方向开设有多个通孔，通孔内填充竹纤维。

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说　明　书

一种内置竖向钢板增强重组竹梁及其制备方法

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技术领域

[0001]本发明涉及土木工程竹木技术领域，更具体的说是涉及一种内置竖向钢板增强重组竹梁及其制备方法。

背景技术

[0002]竹材与木材相比具有绿色天然、强度高、韧性好、生长周期短等优点，被结构工程师们誉为“植物钢筋”，近年来出现了各种结构工程竹制品，如重组竹和胶合竹等。重组竹是一种将竹材重新组织并加以强化成型的竹质新材料，即将竹材加工成长条状竹篾、竹丝或碾碎成竹丝束，经干燥后浸胶，再干燥到要求含水率，然后铺放在模具中，经高温高压热固化而成的型材。与天然竹材相比，重组竹具有绿色环保、材料利用率高、强度大、缺陷少、可

在土木工程等领域具有非常光明的前景。加工成各种形状等优点，便于工程应用，

[0003]在现有的重组竹梁中，虽然重组竹继承了天然竹材绿色天然、韧性好的特点，并且成功克服了其力学性能离散性较大、易虫蛀、耐久性较差等缺点，但作为结构中的主要受弯构件，重组竹梁的弹性模量偏低，在进行重组竹梁设计时，常由刚度控制，重组竹的强度没有得到充分发挥。因此，在进行重组竹梁的承载力验算时，为满足其刚度要求，往往需要更大的截面尺寸，这就造成了材料浪费，同时也增大了结构本身的重量。[0004]因此，如何提供一种既满足强度要求，又满足刚度要求的重组竹梁是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

[0005]为此，本发明的一个目的在于提出一种内置竖向钢板增强重组竹梁，解决现有技术中重组竹梁存在的不足。

[0006]本发明提供了一种内置竖向钢板增强重组竹梁，包括：[0007]重组竹梁体，重组竹梁体为长方体、由多个排列的竹纤维束胶结而成；[0008]钢板，钢板为长方形板体，其体积小于重组竹梁体体积，其竖直嵌设于重组竹梁体内，并与重组竹梁体胶结、热压成型。[0009]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种内置竖向钢板增强重组竹梁，内置竖向薄钢板在重组竹梁加工工程中，直接胶结热压形成，无需开槽，也不必二次加工，因此可以保证梁的整体性。钢板竖向放置，能够有效提高梁的刚度，解决重组竹梁作为受弯构件挠曲变形过大的问题。[0010]进一步地，钢板上垂直其长度方向开设有多个通孔，通孔填充有竹纤维，竹纤维与竹纤维束胶结；钢板上设置通孔在对刚度影响不大的前提下，达到节省钢材的目的，提升经济效益；且其均匀的布置在钢板中，但无需开在离钢板上下边缘较近的地方，操作方便；同时通孔内填充竹纤维，竹纤维与重组竹梁体的竹纤维束胶结，由此，能够增强钢板和重组竹之间的粘结效果，进而提高两者的结合能力。在重组竹梁内部放置竖向钢板提高重组竹梁刚度，这种增强方式方便、有效，同时可以避免钢板腐蚀，增强了构件的安全性和耐久性。

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本发明的另一个目的在于提供一种内置竖向钢板增强重组竹梁制备方法，包括以

下步骤：将竹管劈裂成条状，将劈裂的竹条压成竹篾并捆绑成竹纤维束，然后浸胶备用；根据使用情况设计钢板，确定钢板位于重组竹梁体内的位置和数量；将钢板缠绕竹纤维后浸胶干燥备用；然后制模，在模具内竖直放置钢板，铺设浸胶的竹纤维束，使浸胶的竹纤维束和浸胶干燥的钢板热压成型。

[0012]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种内置竖向钢板增强重组竹梁制备方法，通过该方法在重组竹梁体内部竖直设置钢板，通过竹纤维和胶水热压成型，成型方便，无需开槽或二次加工，保证了梁体的整体性，增强了梁体的刚度，同时解决重组竹梁作为受弯构件挠曲变形过大的问题。将钢板内置于重组竹梁体中，可以避免钢板腐蚀，增强了构件的安全性和耐久性。[0013]进一步地，钢板为长方体，垂直其长度方向开设有多个通孔，通孔内填充竹纤维。钢板上设置通孔在对刚度影响不大的前提下，达到节省钢材的目的，提升经济效益；且其均匀的布置在钢板中，但无需开在离钢板上下边缘较近的地方，操作方便；同时通孔内填充竹纤维，竹纤维与重组竹梁体的竹纤维束胶结，由此，能够增强钢板和重组竹之间的粘结效果，进而提高两者的结合能力。[0014]本发明中通孔的作用：一是降低钢材的使用量，提升经济效益；二是通孔内部可以填充竹纤维，竹纤维与重组竹梁体的竹纤维束通过胶水粘结，增强了粘结效果，提高了两者的结合能力。

附图说明

[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0016]图1附图为本发明提供的一种内置竖向钢板增强重组竹梁的结构示意图；[0017]图2附图为图1的主视图；[0018]图3附图示出了图1的侧视图；

[0019]图4附图示出了另一个实施例的侧视图；[0020]图中：100‑重组竹梁体，200‑钢板，201‑通孔。具体实施方式

[0021]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。[0022]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0023]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。[0024]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0025]在现有的重组竹梁中，虽然重组竹继承了天然竹材绿色天然、韧性好的特点，并且成功克服了其力学性能离散性较大、易虫蛀、耐久性较差等缺点，但作为结构中的主要受弯构件，重组竹梁的弹性模量偏低，在进行重组竹梁设计时，常由刚度控制，重组竹的强度没有得到充分发挥。因此，在进行重组竹梁的承载力验算时，为满足其刚度要求，往往需要更大的截面尺寸，这就造成了材料浪费，同时也增大了结构本身的重量。[0026]为此，本发明提供了一种内置竖向钢板增强重组竹梁，加工重组竹时，直接将钢板内置于重组竹梁体中，无需开槽也不必二次加工，从而能够有效保证梁的整体性。通过内置竖向钢板增强重组竹梁，相当于增加了重组竹的有效宽度，可有效提高重组竹梁的弹性模量，增大组合梁的截面刚度，达到降低截面尺寸、提高构件承载力、增强重组竹梁受弯性能的良好效果。

[0027]在本发明的一个实施例中，参见附图1‑3，包括：重组竹梁体100为长方体，高度为150mm，宽度为100mm，长度为6000mm，钢板总宽度为2mm，高度为130mm，长度为5800mm，重组

并与重组竹竹梁体100通过多个竹纤维束胶结而成；钢板200竖直嵌设于重组竹梁体100内，

梁体100胶结、热压成型。[0028]参见附图4，在本发明的另一个实施例中，包括：重组竹梁体100为长方体，高度为150mm，宽度为100mm，长度为6000mm，钢板总宽度为2mm，高度为130mm，长度为5800mm，重组竹梁体100通过多个竹纤维束胶合而成；钢板200设置两个，两个均竖直嵌设于重组竹梁体100内，均靠近重组竹梁体100外壁20mm处布置，并与重组竹梁体100胶结、热压成型。[0029]有利的是，通以上两个实施例中，钢板200上垂直其长度方向开设有多个通孔201，孔201填充有竹纤维，竹纤维与竹纤维束胶结，钢板上设置通孔在对刚度影响不大的前提下，达到节省钢材的目的，提升经济效益；且其均匀的布置在钢板中，但无需开在离钢板上下边缘较近的地方，操作方便；同时通孔内填充竹纤维，竹纤维与重组竹梁体的竹纤维束胶结，由此，能够增强钢板和重组竹之间的粘结效果，进而提高两者的结合能力。[0030]本发明还提供了一种内置竖向钢板增强重组竹梁制备方法，包括以下步骤：将竹管劈裂成条状，将劈裂的竹条压成竹篾并捆绑成竹纤维束，然后浸胶备用；根据使用情况确定内部具有钢板，包括通孔规格、形状、数量；确定钢板位于重组竹梁体内的位置和数量(单板、双板、厚度)，让梁具有足够的刚度；将钢板缠绕竹纤维后浸胶干燥备用，使钢板与重组竹之间获得更好的粘结效果；然后制模，在模具内竖直放置钢板，铺设浸胶的竹纤维束，使浸胶的竹纤维束和浸胶干燥的钢板热压成型。[0031]由此，本发明内置竖向钢板在重组竹梁加工工程中，直接胶结热压形成，无需开槽，也不必二次加工，因此可以保证梁的整体性。钢板竖向放置，能够有效提高梁的刚度，解

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决重组竹梁作为受弯构件挠曲变形过大的问题。通孔均匀布置在钢板中，但无需开在离钢板上下边缘较近的地方，操作方便；同时钢板开孔能够增强钢板和重组竹之间的粘结效果，进而提高两者的结合能力，在对刚度影响不大的前提下，达到节省钢材的目的，提升经济效益。在重组竹梁内部放置竖向钢板提高重组竹梁刚度，这种增强方式方便、有效，同时可以避免钢板腐蚀，增强了构件的安全性和耐久性。[0032]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

[0033]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

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说　明　书　附　图

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图3

图4

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